Vorbereitung auf die Energiewende

Ziel der Forscher ist es, die Wende hin zu einer dezentralen Energieproduktion aus erneuerbaren Quellen zu unterstützen.

Die Betreiber von Stromnetzen stehen vor einer Mammutaufgabe. Während sie den Strom in der Vergangenheit einfach vom Kraftwerk zu den Verbrauchern bringen mussten, wird ihre Aufgabe in Zukunft viel komplizierter. Sie müssen viele kleine dezentrale Produzenten in die Rechnung mit einbeziehen.

„In Deutschland sind rund 90 Prozent der Solaranlagen in privater Hand“, so Markus Jostock, der an der hiesigen Universität promoviert hat. Diese dezentralen Anlagen könnten an einem sonnigen Tag bis zu 20 Gigawatt Leistung erbringen. „An einem Sonntag reicht das aus, um das ganze Land zu beliefern.“

Um sich für die Zukunft zu rüsten, müssten die betroffenen Unternehmen Milliardeninvestitionen tätigen, so Jürgen Sachau, Direktor des neuen „Netpower-Lab“. Der Name des Labors steht für Stromnetz und Leistungsfähigkeit. „Wir wollen nun die Schwierigkeiten im Vorfeld aus dem Weg räumen, um Sicherheit für Investitionen zu schaffen.“

Inselnetze für die Zukunft

Partner des SnT sind bei diesem Projekt der Luxemburger Netzbetreiber Creos sowie der „Fonds national de la recherche“.

Die Fragen, die die zehn Forscher des Labors beantworten wollen, lauten: Was passiert, wenn der Wind nicht mehr weht oder die Sonne nicht mehr scheint? Wie müssen Stromnetze gebaut sein, um eine störungsfreie Energieversorgung zu gewährleisten?

Unser Hauptziel ist die Sicherheit und die Zuverlässigkeit des Luxemburger Stromnetzes, so Markus Jostock. „Aber alles zu vernetzen, ist schwierig.“ Neue Verteiler- und Kontrollsysteme werden benötigt.

Die neuen intelligenten Netze (smart grids) werden also viel komplexer und es müssen Produkte und Fachwissen aus dem Bereich Informationstechnologie mit einfließen. Ein Problem: Die Lebensdauer dieser Produkte ist für gewöhnlich viel kürzer als die der Stromnetz-Infrastruktur.

Langfristig, in einigen Jahrzehnten, rechnet Markus Jostock mit mehr und mehr sogenannten „Inselnetzen“. Darunter versteht er beispielsweise ein Haus mit Solarzellen auf dem Dach und einer Batterie im Keller. Falls ein Stromausfall stattfindet, wird das Haus von seiner eigenen Batterie beliefert. In einem größeren Stil könnten solche Inselnetze auch für die Versorgungssicherheit von beispielsweise Datacenter eingesetzt werden. Schließlich sei das billiger, als einen Dieselgenerator für den Notfall zu kaufen.

Ideal für die lokale Wirtschaft

„Die Inselnetze werden wohl erst in einer fernen Zukunft kommen“, so Jostock. Aber hier im Netpower-Lab „bauen und testen wir solche Netze“. Besonders stolz ist SnT-Direktor Björn Ottersten darauf, dass „wir die Netze nicht nur simulieren. Wir haben in richtige Hardware investiert. Das erlaubt uns, richtige Tests durchzuführen.“

Der Aufbau des Labors hat zwei Jahre gedauert und rund 100.000 Euro gekostet. Die Kosten der Arbeit sind da jedoch nicht mit eingerechnet.

Wirtschaftlich soll sich die Energiewende für Europa lohnen. „In Deutschland regt man sich über fünf Milliarden Euro Subventionen für Solaranlagen auf“, so Markus Jostock. „Aber die werden 30 Jahre lang Strom produzieren. Zum Vergleich: Jährlich gibt Deutschland 90 Milliarden Euro für fossile Brennstoffe aus.“ Und die werden einfach verbrannt.

Jürgen Sachau sieht bei der Energiewende vor allem viel wirtschaftliches Potenzial für Regionen oder Gemeinden. Sie könnten in lokale Anlagen investieren, und somit eine hohe lokale Wertschaffung (und lokale Arbeitsplätze) kreieren. Würde man beispielsweise viele lokale Batterien zusammen verwalten, dann könnten Schwankungen bei Wind oder Sonne ausgeglichen werden. Zudem hofft er, dass durch die Forschung neue Akteure und Produkte entstehen werden.

Hydrokinetische Wasserkraft

Auch das Modell einer neuartigen Stromerzeugungsmaschine wurde am Donnerstag vorgestellt. Sie wurde von Doktorand David Norta gebaut und soll gemeinsam mit der SEO aus Vianden an der Our getestet werden. Es handelt sich um „hydrokinetische Wasserkraft“. Im Gegensatz zum Verlegen von Turbinen mit Propellern in Flüssen (was nicht gut für die Fische ist und zwei Meter Wassertiefe benötigt) „ist dies die einige Möglichkeit, mit der man den Flüssen Europas noch Energie entziehen kann“, so David Norta. Seine Maschine wird auf oder neben einem Fluss platziert und von einer Art Ruder im Wasser angetrieben. Viel Energie kann so zwar nicht hergestellt werden, aber sie könne vor allem im Winter von Nutzen sein, wenn die Sonne nur wenig scheint, die Flüsse jedoch viel Wasser führen.

Das SnT ein noch junges Forschungsinstitut. Es wurde im Jahr 2009 gegründet. Gemeinsam mit einer Sekretärin begann Direktor Björn Ottersten damals mit dem Aufbau. Heute sind rund 230 Forscher am SnT tätig. Das Institut konzentriert sich auf Forschungs- und Doktorarbeiten im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie. Ziel des SnT ist es, Luxemburg als europäisches Zentrum der Exzellenz und der Innovation in sicheren, verlässlichen und vertrauenswürdigen ICT-Systemen und -Diensten zu etablieren, so ihr Direktor.

Das SnT ist ebenfalls Mitglied in DERlab, eine internationale Vereinigung von Laboratorien, die im Bereich Stromnetze Forschung betreiben. Zur Eröffnung war eine ganze Delegation von DERlab nach Luxemburg angereist. Auch hielten sie ihre Jahreshauptversammlung hier ab. „Das ist eine große Ehre für das Land“, erklärte man beim SnT.